Struktura ATP dhe roli biologjik. funksionet e ATP

Çdo qelizë në trupin tonë të mbahet miliona reaksioneve biokimike. Ata janë katalizuar nga një shumëllojshmëri të enzimeve, të cilat shpesh kërkojnë energji. Ku është qeliza e merr? Kjo pyetje mund të përgjigjet duke marrë parasysh strukturën e molekulave të ATP - një burim i madh i energjisë.

ATP - burimi universal i energjisë

ATP qëndron për adenosine, apo triphosphate adenosine. Substanca është një nga dy burimet më të rëndësishme të energjisë në çdo qelizë. Roli biologjik i ATP Struktura dhe janë të lidhura ngushtë. Shumica e reaksioneve biokimike mund të bëhet vetëm me pjesëmarrjen e molekulave të substancës, sidomos në metabolizmin plastike. Megjithatë, ATP është i rrallë i përfshirë drejtpërdrejt në reagimin për ndodhjen e çdo procesi kërkon energji, ajo është e mbështjellë në lidhje kimike të ATP.

Struktura e molekulave të substancës të tilla që rezultojnë lidhja ndërmjet grupeve fosfat mbajnë një sasi të madhe të energjisë. Kështu, komunikimi i tillë është quajtur edhe të lartë të energjisë ose makroenergeticheskimi (makro = shumë numër i madh). Afatshkurtra Obligacionet energjisë për herë të parë paraqiti një shkencëtar F. Lipman, dhe është propozuar për të përdorur për të përcaktuar ato ikonë ̴.

Është shumë e rëndësishme për qeliza për të mbajtur një nivel konstant të ATP. Kjo është veçanërisht karakteristike e qelizave të muskujve dhe fibrave nervore, për shkak se ata janë më të paqëndrueshme dhe për të përmbushur funksionet e tij kërkojnë një përmbajtje të lartë të triphosphate adenosine.

Struktura e molekulave të ATP

ATP konsiston në tre elemente: ribozë dhe adenine mbetje të acidit fosforik.

Ribozë - karbohidrate, i cili i referohet një grupi pentose. Kjo do të thotë se përbërja e atomeve ribozë 5 karboni të cilat janë të përfshirë në ciklit. Ribozë është e lidhur me lidhje të adenine β-N-glikozidike me atomin e parë të karbonit. Gjithashtu bashkuar me mbetjet pentose të acidit fosforik me atomin e karbonit me të 5.

Adenine - një bazë azotik. Varësisht se çfarë lloj i azotit bazik bashkangjitur ribozë, si GTP izoluar (guanosine triphosphate), TTP (timidinë), CTP (cytidinë triphosphate) dhe UTP (uridine triphosphate). Të gjitha këto substanca janë të ngjashme në strukturë me triphosphate adenosine dhe të kryejë përafërsisht të njëjtin funksion, por ato janë gjetur në qelizë është më pak i zakonshme.

Mbetjet e acidit fosforik. Për të rritur ribozë mund të bashkohen tre mbetje të acidit fosforik. Nëse dy prej tyre ose vetëm një, respektivisht, një substancë e quajtur ADP (Difosfat) dhe AMP (monophosphate). Ajo është e lidhur në mes të residues fosfor lidhje makroenergeticheskie, e cila është lëshuar pas shpërthimit të nga 40 në 60 kJ e energjisë. Në qoftë se të dy obligacionet janë thyer, qëndron 80, të paktën - 120 kJ e energjisë. Në komunikim shpërbërjes midis pjeses ribose dhe fosforit çlirohet vetëm 13.8 kJ, kështu që vetëm dy triphosphate molekulë lidhje macroergic (P ̴ ̴ F P), dhe në të molekulës së ADP - një (P ̴ P).

Këtu janë çfarë janë karakteristikat e strukturës ATP. Për faktin që midis mbetje të acidit fosforik formuar strukturë bond makroenergeticheskaya dhe funksionet ATP të lidhura.

Struktura dhe roli biologjik i molekulave ATP. Karakteristika të tjera të triphosphate adenosine

Përveç energjisë, ATP mund të kryejnë shumë funksione të tjera në qeli. Së bashku me tjetër triphosphate nucleotide triphosphate përfshirë në ndërtimin e acidit nukleik. Në këtë rast, ATP, GTP, TTP, CTP dhe UTP janë ofruesit e bazave azotike. Kjo pronë është përdorur në proceset e replikimin e ADN dhe transkriptimin.

ATP është gjithashtu e nevojshme për kanale jon. Për shembull, pompa Na-K kanali sodiumi 3 molekula nga qelizat dhe të pompë kalium 2 molekulë në një qelizë. Kjo e tanishme jon është e nevojshme për të ruajtur ngarkuar pozitiv në sipërfaqen e jashtme të membranës, dhe vetëm duke përdorur kanalin ATP mund të funksionojë si duhet. E njëjta gjë vlen edhe për proton dhe kalciumit kanaleve.

ATP është një prekursor i lajmëtarëve sekondare cAMP (ciklik adenosine monofosfate) - cAMP jo vetëm transmeton një sinjal të marra receptorët membrana qelizore, por gjithashtu është një effector allosteric. efektorët allosteric - janë substanca që përshpejtojë ose ngadalësojnë reaksione enzimatike. Në këtë mënyrë, adenosine ciklik frenon enzyme qe katalizon copëtim e laktozës në qelizat e një bakter.

ATP vetë molekulë gjithashtu mund të jetë një effector allosteric. Për më tepër, me këto procese antagonist ATP ADP vepron si nëse triphosphate përshpejtohet reagimin, pastaj frenon difosfat, dhe anasjelltas. Këto janë funksionet dhe struktura e ATP.

Si ATP formuar në qelizë

Funksioni dhe struktura e ATP janë të tilla që molekulat e substancës përdoren shpejt dhe janë shkatërruar. Prandaj sintezë triphosphate - është një proces i rëndësishëm i formimit të energjisë në qelizë.

Ka tre mënyra më e rëndësishme për sintezën e triphosphate adenosine:

1. substrate fosforilimi.

2. oksidativ fosforilimi.

3. fosforilimi.

Substrati fosforilimi bazohet në reagimeve të shumëfishta të ndodhura në citoplazmë qelizore. Këto reagime janë quajtur Glikoliza - faza anaerobe të frymëmarrje aerobe. Si rezultat, një cikël Glikoliza nga 1 molekula e glukozës sintetizohet nga dy molekulat e acidit piruvik janë përdorur më tej për të prodhuar energji, dhe gjithashtu në dy sintetizohet ATP.

• C ₆ H ₁₂ O ₆ + + 2ADF 2Fn -> 2C _{3H 4} O ₃ + 4H + 2ATF.

fosforilimi oksidativ. frymëmarrje qelizë

Oksidativ fosforilimi - është formimi i ATP nga transferimi i elektroneve në zinxhirin transportit elektron të membranës. Si rezultat i transferimit të tillë të proton gradient është formuar në njërën anë të membranës dhe duke përdorur një sërë proteinave integral ATP synthase është ndërtuar molekulat. Procesi zhvillohet në membranën mitokondriale.

Sekuenca e hapave të Glikoliza dhe oksidativ fosforilimi në Mitochondria është procesi i përgjithshëm i quajtur të frymëmarrjes. Pas ciklit të plotë nga 1 molekulë të glukozës në qelizë 36 është e formuar nga molekula ATP.

photophosphorylation

Procesi fosforilimi - kjo është e njëjtë fosforilimi oksidativ vetëm me një ndryshim: reagimet fosforilimi ndodhin në kloroplaste qelizat nën ndikimin e dritës. ATP prodhohen gjatë fotosintezës fazë të lehta - procesin bazë të marrjes së energjisë nga bimët jeshile, algat dhe disa baktereve.

Në procesin e fotosintezës për të njëjtat elektron-transportuese elektroneve kalojë zinxhir, duke rezultuar ne nje gradient proton. Perqendrimi i proton në njërën anë të membranës është një burim i sintezës ATP. Grumbulluar molekula kryera nga synthase enzimë ATP.

Fakte interesante rreth ATP

- mesatare Qeliza përmban 0.04% të masës së përgjithshme të adenozine trifosfati. Megjithatë, më e rëndësishme është vërejtur në qelizat e muskujve: 0.2-0.5%.

- Në qeli, rreth 1 miliard molekula të ATP.

- Çdo molekulë nuk jetojnë më shumë se 1 minutë.

- Një molekulë ATP është përditësuar të përditshme 2000-3000 herë.

- Me pak fjalë, në ditë të trupit të njeriut sintetizon 40 kg triphosphate adenosine, dhe në çdo kohë stoku i ATP është i 250 g

përfundim

Struktura ATP dhe roli biologjik i molekulave të saj janë të lidhura ngushtë. Substanca luan një rol kyç në proceset e jetës, sepse në lidhjen e energjisë në mes të mbetjeve fosfat përmbajnë një sasi të madhe të energjisë. ATP kryen shumë funksione në qelizë, dhe për këtë arsye është e rëndësishme për të mbajtur një përqendrim të vazhdueshëm të substancës. Breakdown dhe sinteza janë duke shkuar në një shpejtësi të lartë, dmth. Të. Marrëdhëniet e energjisë janë përdorur vazhdimisht në reaksionet biokimike. Kjo është një përbërës i domosdoshëm i çdo qelizë në trup. Këtu, ndoshta, të gjitha që mund të thuhet për atë që struktura është ATP.